CH714650A2

CH714650A2 - Radial compressor.

Info

Publication number: CH714650A2
Application number: CH00027/19A
Authority: CH
Inventors: Thaser Boris; Köhler Matthias; Löwlein Oswald; Eisenbach Sven
Original assignee: Man Energy Solutions Se
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2019-08-15
Also published as: US10968922B2; JP2019143627A; CN110118199A; US20190242402A1; DE102018102704A1; KR20190095892A; CH714650B1

Abstract

Radialverdichter (10), mit einem Laufrad (11); mit einem Gehäuse (13), welches einen radial äusseren Spiralgehäuseabschnitt (16) und einen radial inneren Einsatzstückabschnitt (15) aufweist; mit einem Hauptströmungskanal (17) zum Zuführen eines zu verdichtenden Mediums in Richtung auf das Laufrad (11); mit einer radial ausserhalb des Hauptströmungskanals (17) angeordneten Zirkulationskammer (18), welche durch eine Konturwand (19) vom Hauptströmungskanal (17) abgegrenzt ist, welche im Bereich des Laufrads (11) mit dem Hauptströmungskanal (17) über eine Zirkulationsöffnung (20) verbunden ist, und welche über sich in der Zirkulationskammer (18) erstreckenden Streben (14) mit dem Einsatzstückabschnitt (15) verbunden ist. Der Hauptströmungskanal (17) ist von der Konturwand (19) und stromabwärts der Konturwand (19) von einem ersten Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) begrenzt. Die Streben (14) greifen an einem zweiten Segment (22) des Einsatzstückabschnitts (15) an. Das zweite Segment (22) des Einsatzstückabschnitts (15) greift an einem stromabwärtigen Ende (23) des ersten Segments (21) des Einsatzstückabschnitts (15) an. Das stromaufwärtige Ende (24) des ersten Segments (21) des Einsatzstückabschnitts (15) ragt frei in Richtung auf die Konturwand (19). Das erste Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) weist im Meridianschnitt gesehen über seine Erstreckung zwischen dem stromabwärtigen Ende (23) und dem stromaufwärtigen Ende (24) eine in etwa konstante Dicke mit einer Dickenabweichung von maximal 5% auf.Radial compressor (10), with an impeller (11); a housing (13) having a radially outer spiral housing portion (16) and a radially inner insert portion (15); a main flow passage (17) for supplying a medium to be compressed toward the impeller (11); with a circulation chamber (18) arranged radially outside the main flow channel (17), which is delimited by a contour wall (19) from the main flow channel (17) which in the area of the impeller (11) communicates with the main flow channel (17) via a circulation opening (20). and which is connected to the insert portion (15) via struts (14) extending in the circulation chamber (18). The main flow channel (17) is delimited by the contour wall (19) and downstream of the contour wall (19) by a first segment (21) of the insert section (15). The struts (14) engage a second segment (22) of the insert portion (15). The second segment (22) of the insert portion (15) engages a downstream end (23) of the first segment (21) of the insert portion (15). The upstream end (24) of the first segment (21) of the insert portion (15) projects freely toward the contour wall (19). The first segment (21) of the insert portion (15) has an approximately constant thickness in the meridian section over its extension between the downstream end (23) and the upstream end (24) with a maximum thickness variation of 5%.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radial compressor according to the preamble of claim 1.

[0002] Aus der EP 2 194 277 A1 ist ein Radialverdichter eines Abgasturboladers bekannt. So zeigt die EP 2 194 277 A1 einen Radialverdichter mit einem rotorseitigen Laufrad und einem statorseitigen Gehäuse. Das Gehäuse definiert einen Hauptströmungskanal, um zu verdichtendes Medium in Richtung auf das Laufrad zu führen. Ausserhalb des Hauptströmungskanals ist eine Zirkulationskammer angeordnet, welche durch eine Konturwand von dem Hauptströmungskanal abgegrenzt ist. Nach der EP 2 194 277 A1 erstreckt sich die Zirkulationskammer bis zu einer Zirkulationsöffnung im Bereich des Laufrads. Im Bereich des Laufrads ist die Zirkulationskammer über die Zirkulationsöffnung mit dem Hauptströmungskanal verbunden. Innerhalb der Zirkulationskammer verlaufen Streben, über welche die Konturwand, die den Hauptströmungskanal von der Zirkulationskammer abgrenzt, mit dem Gehäuse verbunden ist.A radial compressor of an exhaust gas turbocharger is known from EP 2 194 277 A1. EP 2 194 277 A1 shows a radial compressor with a rotor-side impeller and a stator-side housing. The housing defines a main flow channel to guide medium to be compressed in the direction of the impeller. A circulation chamber is arranged outside the main flow channel and is delimited from the main flow channel by a contour wall. According to EP 2 194 277 A1, the circulation chamber extends to a circulation opening in the area of the impeller. In the area of the impeller, the circulation chamber is connected to the main flow channel via the circulation opening. Struts run within the circulation chamber, via which the contour wall, which delimits the main flow channel from the circulation chamber, is connected to the housing.

[0003] Nach der EP 2 194 277 A1 weist das Gehäuse des Radialverdichters einen radial äusseren Spiralgehäuseabschnitt und einen radial inneren Einsatzstückabschnitt auf. Spiralgehäuseabschnitt und Einsatzstückabschnitt sind dabei einstückig ausgeführt. Ein erstes Segment des Einsatzstückabschnitts definiert stromabwärts der Konturwand den Hauptströmungskanal. Die Konturwand ist über die Streben an einem zweiten Segment des Einsatzstückabschnitts verbunden. Das zweite Segment des Einsatzstückabschnitts, an dem die Streben angreifen, greift seinerseits an einem stromaufwärtigen Ende des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts an.According to EP 2 194 277 A1, the housing of the radial compressor has a radially outer spiral housing section and a radially inner insert section. The volute section and insert section are made in one piece. A first segment of the insert section defines the main flow channel downstream of the contour wall. The contour wall is connected to a second segment of the insert section via the struts. The second segment of the insert section, on which the struts engage, in turn engages an upstream end of the first segment of the insert section.

[0004] Im Schadensfall eines solchen Radialverdichters können zum Beispiel Bruchstücke des Laufrads auf den Einsatzstückabschnitt auftreffen. Bislang kann sich der Einsatzstückabschnitt eines solchen Radialverdichters nicht definiert im Versagensfall verformen. Vielmehr wir die Verformung des Einsatzstückabschnitts durch die strukturelle Anbindung des zweiten Segments des Einsatzstückabschnitts mit dem ersten Segment des Einsatzstückabschnittes unterbunden. Infolgedessen werden die aus dem Einschlag der Bruchstücke in den Einsatzstückabschnitt resultierenden Kräfte in den Spiralgehäuseabschnitt weitergeleitet. Hierdurch wird die Containmentsicherheit eingeschränkt, da es zu einer Überlastung des Spiralgehäuseabschnitts und/oder einer Flanschverbindung zwischen Spiralgehäuseabschnitt und Lagergehäuse kommen kann und Bruchstücke in die Umgebung gelangen können.In the event of damage to such a radial compressor, fragments of the impeller can strike the insert section, for example. So far, the insert section of such a radial compressor has not been able to deform in a defined manner in the event of failure. Rather, the deformation of the insert section is prevented by the structural connection of the second segment of the insert section to the first segment of the insert section. As a result, the forces resulting from the impact of the fragments in the insert section are transmitted to the volute section. This restricts containment security, since the spiral housing section and / or a flange connection between the spiral housing section and the bearing housing can be overloaded and fragments can get into the environment.

[0005] Es besteht Bedarf daran, die Containmentsicherheit eines Radialverdichters zu erhöhen.[0005] There is a need to increase the containment security of a radial compressor.

[0006] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen Radialverdichter zu schaffen.Proceeding from this, the object of the invention is to create a new type of radial compressor.

[0007] Diese Aufgabe wird durch einen Radialverdichter gemäss Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a radial compressor according to claim 1.

[0008] Erfindungsgemäss greift das zweite Segment des Einsatzstückabschnitts an einem stromabwärtigen Ende des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts an. Das stromaufwärtige Ende des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts ragt frei schwebend in Richtung auf die Konturwand. Das erste Segment des Einsatzstückabschnitts weist im Meridianschnitt gesehen über seine Erstreckung zwischen dem stromabwärtigen Ende und dem stromaufwärtigen Ende eine in etwa kontante Dicke mit einer Dickenabweichung von maximal 5% auf.According to the invention, the second segment of the insert section engages at a downstream end of the first segment of the insert section. The upstream end of the first segment of the insert section protrudes freely in the direction of the contour wall. Seen in the meridian section, the first segment of the insert section has an approximately constant thickness with a maximum deviation of 5% due to its extension between the downstream end and the upstream end.

[0009] Mit der Erfindung ist es möglich, dass sich das erste Segment des Einsatzstückabschnitts definiert in die Zirkulationskammer hinein verformen kann, nämlich insbesondere dann, wenn im Schadensfall Bruchstücke des Laufrads des Radialverdichters auf den Einsatzstückabschnitt treffen. Die im Meridianschnitt gesehen in etwa konstante Dicke des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts zwischen dem stromabwärtigen Ende und dem stromaufwärtigen Ende mit einer Dickenabweichung von maximal 5% gewährleistet in Kombination mit den anderen oben genannten Merkmalen die definierte Verformung des Einsatzstückabschnitts.With the invention, it is possible that the first segment of the insert section can deform defined into the circulation chamber, in particular when fragments of the impeller of the radial compressor hit the insert section. The approximately constant thickness of the first segment of the insert section between the downstream end and the upstream end, seen in the meridian section, with a thickness deviation of at most 5%, in combination with the other features mentioned above, ensures the defined deformation of the insert section.

[0010] Hierdurch wird im Versagensfall des Radialverdichters eine definierte Verformung des Einsatzstückabschnitts, nämlich des den Hauptströmungskanal zumindest abschnittsweise begrenzenden ersten Segments des Einsatzstückabschnitts, ermöglicht. Eine Krafteinleitung in den Spiralgehäuseabschnitt und/oder in die Flanschverbindung zwischen Spiralgehäuseabschnitt und Lagergehäuse wird verhindert bzw. stark reduziert.In this way, in the event of failure of the radial compressor, a defined deformation of the insert section, namely the first segment of the insert section delimiting the main flow channel at least in sections, is made possible. The introduction of force into the spiral housing section and / or into the flange connection between the spiral housing section and the bearing housing is prevented or greatly reduced.

[0011] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist das erste Segment des Einsatzstückabschnitts an einer dem Hauptströmungskanal zugewandten ersten Seite und an einer dem Hauptströmungskanal abgewandten zweiten Seite oberflächenbearbeitet. Die Oberflächenbearbeitung des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts an beiden Seiten desselben unterstützt die definierte Verformung desselben im Schadensfall und erhöht so weiter die Containmentsicherheit.According to an advantageous development, the first segment of the insert section is surface-treated on a first side facing the main flow channel and on a second side facing away from the main flow channel. The surface treatment of the first segment of the insert section on both sides of the same supports the defined deformation of the same in the event of damage and thus further increases the containment safety.

[0012] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das erste Segment des Einsatzstückabschnitts über seine Erstreckung eine in etwa kontante Dicke mit einer Dickenabweichung von maximal 2%, bevorzugt von maximal 1% auf. Eine derartige definierte Dicke des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts unterstützt die definierte Verformung desselben und erhöht weiter die Containmentsicherheit des Radialverdichters.According to an advantageous development, the first segment of the insert section has an approximately constant thickness over its extent with a thickness deviation of at most 2%, preferably of at most 1%. Such a defined thickness of the first segment of the insert section supports the defined deformation of the same and further increases the containment security of the radial compressor.

[0013] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Segment des Einsatzstückabschnitts und dem zweiten Segment des Einsatzstückabschnitts an einer dem Hauptströmungskanal abgewandten Seite eine Materialaussparung insbesondere in Form einer Kerbe ausgebildet. Die Materialaussparung unterstützt die definierte Verformung des ersten Segments des Einsatzstückabschnitts im Versagensfall des Radialverdichters, insbesondere dann, wenn Bruchstücke des Laufrads auf das erste Segment des Einsatzstückabschnitts treffen. Auch hierdurch kann die Containmentsicherheit des Radialverdichters weiter erhöht werden.According to an advantageous development, a material recess, in particular in the form of a notch, is formed in a transition region between the first segment of the insert section and the second segment of the insert section on a side facing away from the main flow channel. The material recess supports the defined deformation of the first segment of the insert section in the event of failure of the radial compressor, in particular when fragments of the impeller meet the first segment of the insert section. This also increases the containment security of the radial compressor.

CH 714 650 A2 [0014] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:CH 714 650 A2 [0014] Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted to this. It shows:

Fig. 1: einen schematisierten Meridianschnitt durch einen erfindungsgemässen Radialverdichter.1: a schematic meridian section through a radial compressor according to the invention.

[0015] Ein Radialverdichter 10 verfügt über ein rotorseitiges Laufrad 11 mit mehreren Laufschaufeln 12. Ferner verfügt ein Radialverdichter 10 über ein statorseitiges Gehäuse 13.A radial compressor 10 has a rotor-side impeller 11 with a plurality of blades 12. Furthermore, a radial compressor 10 has a stator-side housing 13.

[0016] Vom statorseitigen Gehäuse 13 sind in Fig. 1 ein im Bereich des Laufrads 11 positionierter, radial innerer Einsatzstückabschnitt 15 sowie ein stromabwärts des Laufrads 11 angeordneter, radial äusserer Spiralgehäuseabschnitt 16 gezeigt, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 von separaten Baugruppen ausgebildet sind.From the stator-side housing 13, a radially inner insert section 15 positioned in the region of the impeller 11 and a radially outer spiral housing section 16 arranged downstream of the impeller 11 are shown in FIG. 1, which are formed by separate assemblies in the exemplary embodiment in FIG. 1 ,

[0017] In Fig. 1 ist das Gehäuse 13 mehrteilig ausgeführt und umfasst den separaten Einsatzstückabschnitt 15 sowie den separaten Spiralgehäuseabschnitt 16, die miteinander verbunden sind.In Fig. 1, the housing 13 is made of several parts and includes the separate insert section 15 and the separate spiral housing section 16, which are connected together.

[0018] Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind demnach der Einsatzstückabschnitt 15 und der radial äussere Spiralgehäuseabschnitt 16 des statorseitigen Gehäuses 13 bauteilseitig getrennt, sodass dieselben von getrennten oder separaten Bauteilen bereitgestellt sind. Der Einsatzstückabschnitt 15 begrenzt demnach im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht, und zwar auch nicht abschnittsweise, einen spiralartigen Strömungskanal, der vom Spiralgehäuseabschnitt 16 definiert wird.In the preferred exemplary embodiment shown, the insert section 15 and the radially outer spiral housing section 16 of the stator-side housing 13 are therefore separated on the component side, so that they are provided by separate or separate components. In the preferred exemplary embodiment shown, the insert section 15 therefore does not delimit, and also not in sections, a spiral-like flow channel, which is defined by the spiral housing section 16.

[0019] Essei darauf hingewiesen, dass es im Unterschied zum gezeigten Ausführungsbeispiel grundsätzlich auch möglich ist, dass der Einsatzstückabschnitt 15 und der Spiralgehäuseabschnitt 16 einstückig ausgebildet sein können und von einer monolithischen Baugruppe bereitgestellt sind. Auch ist es grundsätzlich möglich, dass der Einsatzstückabschnitt 15 den spiralartigen Strömungskanal, der vom Spiralgehäuseabschnitt 16 definiert wird, abschnittsweise begrenzt.It should be noted that, in contrast to the exemplary embodiment shown, it is in principle also possible for the insert section 15 and the spiral housing section 16 to be formed in one piece and provided by a monolithic assembly. In principle, it is also possible for the insert section 15 to delimit sections of the spiral flow channel, which is defined by the spiral housing section 16.

[0020] Das Gehäuse 13 des Radialverdichters 10 definiert einen Hauptströmungskanal 17 für zu verdichtendes Medium, um über den Hauptströmungskanal 17 das zu verdichtende Medium in Richtung auf das Laufrad 11 zu führen. Radial aussen angrenzend an den Hauptströmungskanal 17 definiert das Gehäuse 13 eine Zirkulationskammer 18. Eine Konturwand 19, die auch als Ringsteg bezeichnet wird, grenzt den Hauptströmungskanal 17 von der Zirkulationskammer 18 ab und begrenzt den Hauptströmungskanal 17 abschnittsweise.The housing 13 of the radial compressor 10 defines a main flow channel 17 for the medium to be compressed in order to guide the medium to be compressed in the direction of the impeller 11 via the main flow channel 17. The housing 13 defines a circulation chamber 18 radially on the outside adjacent to the main flow channel 17. A contour wall 19, which is also referred to as an annular web, delimits the main flow channel 17 from the circulation chamber 18 and delimits the main flow channel 17 in sections.

[0021] Die Zirkulationskammer 18 erstreckt sich von einem Abschnitt stromaufwärts des Laufrads 11 bis in den Bereich des Laufrads 11 hinein. Fig. 1 zeigt eine Zirkulationsöffnung 20 im Bereich des Laufrads 11, über welche die Zirkulationskammer 18 im Bereich des Laufrads 11 mit dem Hauptströmungskanal 17 verbunden ist. Innerhalb der Zirkulationskammer 18 erstrecken sich Streben 14.The circulation chamber 18 extends from a section upstream of the impeller 11 into the region of the impeller 11. 1 shows a circulation opening 20 in the region of the impeller 11, via which the circulation chamber 18 is connected to the main flow channel 17 in the region of the impeller 11. Struts 14 extend within the circulation chamber 18.

[0022] Über die Streben 14 ist die Konturwand 19 mit dem Gehäuse 13 verbunden, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Einsatzstückabschnitt 15 des Gehäuses 13.Via the struts 14, the contour wall 19 is connected to the housing 13, namely in the exemplary embodiment shown with the insert section 15 of the housing 13.

[0023] Der Einsatzstückabschnitt 15 des Gehäuses 13 verfügt überein erstes Segment 21, welches den Hauptströmungskanal 17 stromabwärts der Konturwand 19 begrenzt. Die Zirkulationsöffnung 20 ist zwischen der Konturwand 19 und diesem ersten Segment 21 des Einsatzstückabschnitts 15 ausgebildet. An einem zweiten Segment 22 des Einsatzstückabschnitts 15 greifen die Streben 14 an, an denen auch die Konturwand 19 angreift.The insert section 15 of the housing 13 has a first segment 21 which delimits the main flow channel 17 downstream of the contour wall 19. The circulation opening 20 is formed between the contour wall 19 and this first segment 21 of the insert section 15. The struts 14, on which the contour wall 19 also engages, engage a second segment 22 of the insert section 15.

[0024] Das zweite Segment 22 des Einsatzstückabschnitts 15 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zweiteilig aus den beiden Teilen 22a und 22b ausgeführt. Die Teile 22a und 22b können auch einstückig bzw. einteilig ausgeführt sein.The second segment 22 of the insert section 15 is made in two parts from the two parts 22a and 22b in the embodiment shown. The parts 22a and 22b can also be made in one piece or in one piece.

[0025] Das zweite Segment 22 des Einsatzstückabschnitts 15, an welchem die Streben 14 angreifen, greift an einem stromabwärtigen Ende 23 des ersten Segments 21, welcher anschliessend an die Konturwand 19 den Hauptströmungskanal 17 abschnittsweise begrenzt, an. Das stromaufwärtige Ende 24 des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 ragt frei schwebend in Richtung auf die Konturwand 19. Die Zirkulationsöffnung 20 ist zwischen der Konturwand 19 und diesem stromaufwärtigen Ende 24 des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 ausgebildet.The second segment 22 of the insert section 15, on which the struts 14 engage, engages at a downstream end 23 of the first segment 21, which then limits the main flow channel 17 in sections to the contour wall 19. The upstream end 24 of the first segment 21 of the insert section 15 projects freely floating in the direction of the contour wall 19. The circulation opening 20 is formed between the contour wall 19 and this upstream end 24 of the first segment 21 of the insert section 15.

[0026] Das erste Segment 21 des Einsatzstückabschnitts 15 weist im Meridianschnitt gesehen über seine Erstreckung zwischen dem stromabwärtigen Ende 23 desselben und dem stromaufwärtigen Ende 24 desselben eine in etwa kontante Dicke bzw. Dickenverlauf mit einer Dickenabweichung von maximal 5% auf.The first segment 21 of the insert section 15, seen in the meridian section, has an approximately constant thickness or thickness curve with a thickness deviation of at most 5% over its extension between the downstream end 23 of the same and the upstream end 24 of the same.

[0027] Sollte im Schadensfall zum Beispiel ein Bruchstück des Laufrads 11 auf dem Einsatzstückabschnitt 15, nämlich das erste Segment 21 desselben, auftreffen, so kann sich das stromaufwärtige Ende 24 des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 definiert in die Zirkulationskammer 18 hinein verformen und so kinetische Energie von Bruchstücken des Laufrads 11 definiert abbauen. Die im Schadenfall in das Gehäuse 13 eingeleiteten Kräfte können dadurch gezielt kontrolliert werden, um eine Überlastung des Spiralgehäuseabschnitts 16 und einer Flanschverbindung zwischen Spiralgehäuseabschnitt und Lagergehäuse und einen damit verbundenen Austritt von Bruchstücken in die Umgebung zu vermeiden. Hierdurch wird die Containmentsichterheit erhöht.If, for example, a fragment of the impeller 11 strikes the insert section 15, namely the first segment 21 thereof, the upstream end 24 of the first segment 21 of the insert section 15 can deform in a defined manner into the circulation chamber 18 and so on Reduce the kinetic energy of fragments of the impeller 11 in a defined manner. The forces introduced into the housing 13 in the event of damage can thereby be controlled in a targeted manner in order to avoid overloading the spiral housing section 16 and a flange connection between the spiral housing section and the bearing housing and the associated leakage of fragments into the environment. This increases containment security.

[0028] Um diese definierte Verformung des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 im Schadensfall des Verdichters 10 zu unterstützen bzw. zu verbessern, ist das erste Segment 21 des Einsatzstückabschnitts 15 an einer demIn order to support or improve this defined deformation of the first segment 21 of the insert section 15 in the event of damage to the compressor 10, the first segment 21 of the insert section 15 is on one of the

CH 714 650 A2CH 714 650 A2

Hauptströmungskanal 17 zugewandten ersten Seite 25 und an einer dem Hauptströmungskanal 17 abgewandten zweiten Seite 26 oberflächenbearbeitet, insbesondere derart, dass das erste Segment 21 des Einsatzstückabschnitts 15 über seine gesamte Erstreckung, also ausgehend vom stromaufwärtigen Ende 24 desselben in Richtung auf einen Übergangsbereich 27 zum zweiten Segment 22 des Einsatzstückabschnitts 15, im Meridianschnitt gesehen die in etwa konstante Dicke bzw. den in etwa konstanten Dickenverlauf aufweist. Die in etwa konstante Dicke lässt eine Dickenabweichung von maximal 5 Prozent, bevorzugt eine Dickenabweichung von maximal 2 Prozent, besonders bevorzugt eine Dickenabweichung von maximal 1 Prozent, zu.Main flow channel 17 facing first side 25 and on a second side 26 facing away from main flow channel 17, in particular such that first segment 21 of insert section 15 extends over its entire extent, i.e. starting from upstream end 24 thereof in the direction of a transition region 27 to the second segment 22 of the insert section 15, seen in the meridian section, which has an approximately constant thickness or the approximately constant course of thickness. The approximately constant thickness allows a thickness deviation of at most 5 percent, preferably a thickness deviation of at most 2 percent, particularly preferably a thickness deviation of at most 1 percent.

[0029] Dann, wenn die Dicke des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 10 mm beträgt, weicht also im besonders bevorzugten Fall die Dicke um maximal 0,1 mm von der Dicke von 10 mm über die gesamte Erstreckung des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 zwischen dem stromaufwärtigen Ende 24 desselben und dem Übergangsbereich 27 zum zweiten Segment 22 bzw. dem stromabwärtigen Ende 23 desselben ab.Then, when the thickness of the first segment 21 of the insert section 15 is 10 mm, in the particularly preferred case the thickness deviates by a maximum of 0.1 mm from the thickness of 10 mm over the entire extent of the first segment 21 of the insert section 15 between the upstream end 24 of the same and the transition region 27 to the second segment 22 and the downstream end 23 thereof.

[0030] Das Verformungsverhalten des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 kann dann weiter verbessert werden, wenn in dem Übergangsbereich 27 zwischen dem ersten Segment 21 und dem zweiten Segment 22 eine vorzugsweise als Kerbe 28 ausgeführte Materialaussparung an der dem Hauptströmungskanal 17 abgewandten Seite 26 des ersten Segments 21 ausgebildet ist.The deformation behavior of the first segment 21 of the insert section 15 can then be further improved if, in the transition region 27 between the first segment 21 and the second segment 22, a material cutout, preferably designed as a notch 28, on the side 26 of the first side facing away from the main flow channel 17 Segment 21 is formed.

[0031] Wie bereits ausgeführt, ist der Einsatzstückabschnitt 15 mehrteilig aus den beiden Teilen 22a, 22b ausgebildet. Der Einsatzstückabschnitt 15 kann jedoch auch einteilig ausgeführt sein, wobei dann die beiden Teile 22a, 22b einstückig sind.As already stated, the insert section 15 is formed in several parts from the two parts 22a, 22b. However, the insert section 15 can also be made in one piece, in which case the two parts 22a, 22b are in one piece.

[0032] Mit der Erfindung kann im Schadensfall kinetische Energie von Bruchstücken des Laufrads 11 durch eine definierte Verformung des ersten Segments 21 des Einsatzstückabschnitts 15 abgebaut werden. Das Spiralgehäuse 16, insbesondere eine Spiralgehäuseaussenwand desselben sowie eine Flanschverbindung zwischen Spiralgehäuseabschnitt und Lagergehäuse, wird dann keiner oder nur einer geringen Belastung und Deformation ausgesetzt. Die Containmentsicherheit wird erhöht.With the invention, in the event of damage, kinetic energy from fragments of the impeller 11 can be reduced by a defined deformation of the first segment 21 of the insert section 15. The spiral housing 16, in particular a spiral housing outer wall thereof and a flange connection between the spiral housing section and the bearing housing, is then not subjected to any or only a slight load and deformation. The containment security is increased.

[0033] Beim Radialverdichter 10 der Fig. 1 handelt es sich um einen Radialverdichter eines Abgasturboladers. Dieser ist axial von einem im Bereich des Laufrad 11 zu verdichtenden Medium angeströmt und radial von dem verdichteten Medium abgeströmt.The radial compressor 10 of FIG. 1 is a radial compressor of an exhaust gas turbocharger. This is axially flowed against by a medium to be compressed in the region of the impeller 11 and flows off radially from the compressed medium.

Bezugszeichenliste [0034]Reference symbol list [0034]

Radialverdichtercentrifugal compressors

LaufradWheel

Laufschaufelblade

Gehäusecasing

Strebestrut

EinsatzstückabschnittInsert section

SpiralgehäuseabschnittVolute section

HauptströmungskanalMain flow channel

Zirkulationskammercirculation chamber

Konturwandcontour wall

Zirkulationsöffnung erstes Segment zweites SegmentCirculation opening first segment second segment

22a erstes Teil22a first part

22b zweites Teil stromabwärtiges Ende stromaufwärtiges Ende erste Seite22b second part downstream end upstream end first side

CH 714 650 A2 zweite SeiteCH 714 650 A2 second page

ÜbergangsbereichTransition area

Kerbescore

Patentansprücheclaims

Claims

1. Radialverdichter (10), insbesondere Radialverdichter eines Abgasturboladers, mit einem rotorseitigen Laufrad (11);1. Radial compressor (10), in particular radial compressor of an exhaust gas turbocharger, with a rotor-side impeller (11);

mit einem statorseitigen Gehäuse (13), welches einen radial äusseren Spiralgehäuseabschnitt (16) und einen radial inneren Einsatzstückabschnitt (15) aufweist;with a stator-side housing (13) which has a radially outer spiral housing section (16) and a radially inner insert section (15);

mit einem Hauptströmungskanal (17) zum Zuführen eines zu verdichtenden Mediums in Richtung auf das Laufrad (11);with a main flow channel (17) for supplying a medium to be compressed in the direction of the impeller (11);

mit einer radial ausserhalb des Hauptströmungskanals (17) angeordneten Zirkulationskammer (18), welche durch eine Konturwand (19) vom Hauptströmungskanal (17) abgegrenzt ist, welche im Bereich des Laufrads (11) mit dem Hauptströmungskanal (17) über eine Zirkulationsöffnung (20) verbunden ist und welche über sich in der Zirkulationskammer (18) erstreckenden Streben (14) mit dem Einsatzstückabschnitt (15) verbunden ist;With a circulation chamber (18) arranged radially outside the main flow channel (17), which is delimited by a contour wall (19) from the main flow channel (17), which in the area of the impeller (11) with the main flow channel (17) via a circulation opening (20) is connected and which is connected to the insert section (15) via struts (14) extending in the circulation chamber (18);

wobei der Hauptströmungskanal (17) von der Konturwand (19) und stromabwärts der Konturwand (19) von einem ersten Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) begrenzt ist, und wobei die Streben (14) an einem zweiten Segment (22) des Einsatzstückabschnitt (15) angreifen;the main flow channel (17) being delimited by the contour wall (19) and downstream of the contour wall (19) by a first segment (21) of the insert section (15), and wherein the struts (14) on a second segment (22) of the insert section (15) attack;

dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Segment (22) des Einsatzstückabschnitts (15) an einem stromabwärtigen Ende (23) des ersten Segments (21) des Einsatzstückabschnitts (15) angreift;characterized in that the second segment (22) of the insert section (15) engages a downstream end (23) of the first segment (21) of the insert section (15);

das stromaufwärtige Ende (24) des ersten Segments (21) des Einsatzstückabschnitts (15) frei in Richtung auf die Konturwand (19) ragt;the upstream end (24) of the first segment (21) of the insert section (15) projects freely in the direction of the contour wall (19);

das erste Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) im Meridianschnitt gesehen über seine Erstreckung zwischen dem stromabwärtigen Ende (23) und dem stromaufwärtigen Ende (24) eine in etwa konstante Dicke mit einer Dickenabweichung von maximal 5% aufweist.the first segment (21) of the insert section (15), seen in the meridian section, has an approximately constant thickness with a maximum deviation of 5% due to its extension between the downstream end (23) and the upstream end (24).

2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stromaufwärtige Ende (24) des ersten Segments (21) in die Zirkulationskammer (18) hinein verformbar ist.2. A radial compressor according to claim 1, characterized in that the upstream end (24) of the first segment (21) is deformable into the circulation chamber (18).

3. Radialverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) an einer dem Hauptströmungskanal (17) zugewandten ersten Seite (25) und an einer dem Hauptströmungskanal (17) abgewandten zweiten Seite (26) oberflächenbearbeitet ist.3. A radial compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the first segment (21) of the insert section (15) on a first side (25) facing the main flow channel (17) and on a second side (26) facing away from the main flow channel (17) ) is finished.

4. Radialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) im Meridianschnittgesehen über seine Erstreckung zwischen dem stromabwärtigen Ende (23) und dem stromaufwärtigen Ende (24) eine in etwa konstante Dicke mit einer Dickenabweichung von maximal 2%, bevorzugt von maximal 1% aufweist.4. Radial compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first segment (21) of the insert section (15) in the meridian section over its extent between the downstream end (23) and the upstream end (24) has an approximately constant thickness with a thickness deviation of at most 2%, preferably of at most 1%.

5. Radialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich (27) zwischen dem ersten Segment (21) des Einsatzstückabschnitts (15) und dem zweiten Segment (22) des Einsatzstückabschnitts (15) an einer dem Hauptströmungskanal (17) abgewandten Seite (26) eine Materialaussparung insbesondere in Form einer Kerbe (28) ausgebildet ist.5. Radial compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a transition region (27) between the first segment (21) of the insert section (15) and the second segment (22) of the insert section (15) on one of the main flow channel ( 17) facing away from the side (26), a material recess, in particular in the form of a notch (28).

6. Radialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzstückabschnitts (15) einteilig ausgebildet ist.6. Radial compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert section (15) is formed in one piece.

7. Radialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzstückabschnitts (15) mehrteilig ausgebildet ist.7. Radial compressor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insert section (15) is formed in several parts.

8. Radialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzstückabschnitt (15) und der radial äussere Spiralgehäuseabschnitt (16) des statorseitigen Gehäuses (13) bauteilseitig getrennt sind, wobei dieselben von getrennten oder separaten Bauteilen bereitgestellt sind.8. Radial compressor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert section (15) and the radially outer spiral housing section (16) of the stator-side housing (13) are separated on the component side, the same being provided by separate or separate components.